粒度參數(shù)簡(jiǎn)介

如平均粒徑和中值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和分選系數(shù)、不對(duì)稱系數(shù)等。這些數(shù)值是鑒別沉積環(huán)境的參考數(shù)值。粒度參數(shù)有幾種求法：①四分位數(shù)法：平均粒徑Md=累積曲線中的50%處的粒徑大??；不對(duì)稱系數(shù)SK=Q1·Q3/Md2；Q1及Q3分別為累積曲線中25%及75%處的粒徑大小。②圖算法：中值MdΦ=Φ50；平均粒徑Me=Φ16 Φ50 Φ84/3；標(biāo)準(zhǔn)偏差σ1=（Φ84-Φ16/4） （Φ95-Φ5/6.6）；偏度SK1=[Φ16 Φ84-2Φ50/2（Φ84-Φ16）] [Φ5 Φ95-2Φ50/2（Φ95-Φ5）]；尖度Kg=Φ95-Φ5/2.44（Φ75-Φ25）；Φ25相當(dāng)于累積曲線中25%處的Φ值，余者類推。③矩法：是一種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，不需作累積圖線，直接用粒度分析記錄表中各粒級(jí)的百分比數(shù)值計(jì)算。2100433B

粒度是礦粒(或礦塊)大小的量度。通常用“粒子的直徑”來(lái)表示。在選礦中，由于單個(gè)礦粒是不規(guī)則的，而一群礦粒中的各個(gè)粒子大小也不同，習(xí)慣上用平均直徑表示它的粒度大小。

由于實(shí)際顆粒形狀復(fù)雜，用來(lái)表示粒度的方法很多，最常見(jiàn)的為各種當(dāng)量直徑φ，如和顆粒體積相同的球的直徑稱為等體積球當(dāng)量徑，和顆粒投影面積或周長(zhǎng)相等的圓的直徑分別稱為投影圓當(dāng)量徑或等周長(zhǎng)圓當(dāng)量徑，平行于一定方向測(cè)得的一維尺寸稱為定向徑，包括費(fèi)雷特(Feret)徑、馬丁(Martin)徑和定向最大徑等。

粒級(jí)是物料顆粒的粒度范圍，以粒度范圍的上下限表示。例如，50～25mm粒級(jí)，表示其粒級(jí)上限為50mm，下限為25mm。粒級(jí)上限為給定粒級(jí)中最大的粒度。粒級(jí)下限為給定粒級(jí)中最小粒度。中國(guó)煤炭篩分試驗(yàn)和商品煤的粒級(jí)劃分見(jiàn) 《煤炭篩分試驗(yàn)方法》GB477和 《煤炭粒度分級(jí)》GB189等。

分布中的較高的那個(gè)分布1%，因?yàn)檫@是把分布精確地分成二等份的點(diǎn)。最頻值將位于最高曲線頂部對(duì)應(yīng)的粒徑。由此可見(jiàn)，平均值、中值和最頻值有時(shí)是相同的，有時(shí)是不同的，這取決于樣品的粒度分布的形態(tài)。

?（） D[4,3]是體積或質(zhì)量動(dòng)量平均值。

?（）D[V,0.5]是體積(v)中值直徑，有時(shí)表示為D50或D0.5 ? D[3,2]是表面積動(dòng)量平均值。

粒度分布曲線是土壤最基本的土性參數(shù)之一，通過(guò)數(shù)學(xué)方程預(yù)測(cè)粒度分布曲線將為工程勘察節(jié)省大量成本。Fred?lund建立在Fredlund和Xing土水特征曲線方程基礎(chǔ)上的粒度分布曲線方程已被證明適用于多種土類，但其對(duì)中國(guó)黃土的有效性很少得到驗(yàn)證。

粒度分布曲線Fredlund粒度分布

Fredlund和Xing （1994） 土-水特征曲線方程是建立在孔徑分布基礎(chǔ)上的，假設(shè)土孔隙是一系列相互連通，隨機(jī)分布的孔隙，由毛細(xì)理論可知，土在脫濕過(guò)程中，水先從大孔徑孔隙排出，后從小孔徑孔隙排出，則土體積含水率公式中：θ（R）是孔徑小于R的孔隙都充滿水時(shí)的體積含水率，R_min為最小孔徑，f（R）為孔隙體積密度函數(shù)，r 為孔徑。

由于孔徑和吸力之間具有反比關(guān)系，即 r=C/ψ，土體積含水率公式中：C為常數(shù)，ψ為吸力，ψ_max 為對(duì)應(yīng)于最小孔徑的最大吸力，h為一個(gè)虛擬吸力變量。

由此而得的van Genuchten（1980）方程對(duì)應(yīng)的與吸力有關(guān)的孔隙體積密度函數(shù)公式中：考慮了土水特征曲線覆蓋整個(gè)吸力范圍，即0~10⁶kPa。a，m， n為擬合參數(shù)，e常數(shù)。

由Fredlund和Xing（1994）土-水特征曲線方程公式中：C（ψ）為調(diào)整函數(shù)；吸力很小時(shí)等于1，吸力為 10⁶kPa 時(shí)等于0；ψ_r等于殘余吸力值；θ_s等于飽和體積含水率。

土-水特征曲線能夠反映土體的孔徑分布特征，而粒度分布曲線反映的是土顆粒的大小，土顆粒體積與孔隙體積之和即為土體總體積，可以說(shuō)土水特征曲線和粒度分布曲線呈相反發(fā)展趨勢(shì)。Fredlund和Xing （1994） 在土水特征曲線方程基礎(chǔ)上提出了粒度分布曲線預(yù)測(cè)方程公式中：P_p（d）等于小于某一粒徑的顆粒所占百分比，a_gr，n_gr，m_gr為擬合參數(shù)，其意義與a，n，m在土水特征曲線上表示的物理意義相似，即都是控制曲線形狀的參數(shù)。d_rgr等于與細(xì)粒含量有關(guān)的參數(shù)，d_m為最小粒徑，d為粒徑。

粒度分布曲線黃土粒度曲線

采用Fredlund粒度分布曲線方程對(duì)這些黃土的粒度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，F(xiàn)redlund粒度分布曲線方程對(duì)中國(guó)黃土的粒度分布曲線擬合精度較高 （方差均小于 0.1），參數(shù)穩(wěn)定且呈規(guī)律性變化，能夠很好地反映中國(guó)黃土的地域性特點(diǎn)。

將各地區(qū)粒度分布曲線擬合參數(shù)取均值，F(xiàn)redlund粒度分布曲線方程中參數(shù)agr對(duì)應(yīng)Fredlund和Xing （1994） 土-水特征曲線方程中的參數(shù)a （與進(jìn)氣值有關(guān)，通常稍大于進(jìn)氣值），均反映了曲線的拐點(diǎn)位置。中國(guó)黃土粒度分布曲線參數(shù)a_gr從西北向東南呈下降趨勢(shì)。a_gr越小，粒度分布曲線重心越偏向左，即粒徑越小，級(jí)配越均勻，這和中國(guó)黃土粒徑的地域性特點(diǎn)一致，即從西北向東南，受風(fēng)力的搬運(yùn)作用，分選性越好。

參數(shù)m_gr控制曲線細(xì)粒段的坡度，m_gr越小，粒度分布曲線細(xì)粒段增長(zhǎng)越快，表明土體細(xì)粒含量越多。中國(guó)黃土粒度分布曲線參數(shù)n_gr從西北向東南表現(xiàn)出波動(dòng)且整體下降的趨勢(shì)，參數(shù)m_gr有微弱波動(dòng)，但變化趨勢(shì)不明顯，局部也見(jiàn)下降的趨勢(shì)。參數(shù)d_rgr被證明對(duì)粒度分布曲線的影響較小，但可以通過(guò)改變d_rgr來(lái)優(yōu)化預(yù)測(cè)結(jié)果。這說(shuō)明這些參數(shù)同樣具有地域性特點(diǎn)，得到的擬合參數(shù)即可用于各個(gè)地區(qū)的粒度分布曲線預(yù)測(cè)，各個(gè)參數(shù)的物理意義不僅能夠指導(dǎo)粒度分布曲線的預(yù)測(cè)，也對(duì)粒徑分析和土的分類具有指導(dǎo)意義。

粒度級(jí) cut

分級(jí)后介于兩種名義粒度界限內(nèi)的粉末部分。2100433B